通过直接探测识别暗物质理论
高能物理 - 唯象学
2016-01-13 v2 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
识别暗物质的真实理论关键取决于准确刻画暗物质（DM）与其他物种的相互作用。在DM直接探测背景下，我们研究正确识别与UV完备的DM-夸克相互作用模型相连的低能有效DM-核散射算符的前景。我们统计了具有不同低能主导阶DM-核响应的合理UV完备相互作用模型。对于每个模型（对应于不同的自旋、动量及速度依赖响应），我们创建了大量反冲能量谱的实现，并使用贝叶斯方法调查实验能够在广泛竞争的散射假设集中选择正确散射模型的概率。我们得出结论：对氙和锗实验上看到的强信号（若截面仅略低于当前极限，Generation-2将会看到此类信号）进行的不可知分析，可能正确识别主导响应的动量依赖性，排除具有“重”或“轻”介质模型，并实现允许模型的向下选择。然而，正确UV完备的唯一确定将关键取决于能否从更广泛的核靶（包括碘或氟）获得测量。我们调查了模型选择前景如何依赖于可用于分析的能量窗口。此外，我们讨论了在多种散射模型下DM粒子质量确定的准确性，并调查了特定粒子物理不确定性类型对模型选择前景的影响。
引用
@article{arxiv.1506.04454,
title = {Identifying the Theory of Dark Matter with Direct Detection},
author = {Vera Gluscevic and Moira I. Gresham and Samuel D. McDermott and Annika H. G. Peter and Kathryn M. Zurek},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.04454},
year = {2016}
}
备注
v2: minor corrections, 2 appendicies added; key results in Figures 8, 9, and 10; submitted to JCAP; dmdd code available at https://github.com/veragluscevic/dmdd